曲面薄壁電極數控加工工藝
曲面薄壁電極多廣泛用于注塑模具、壓鑄模具的制造中，其作用為形成產品的薄片形狀，如摩托車發動機中的散熱片、電腦機箱內的鋁合金散熱片及音響產品的電源散熱窗口形狀等。曲面薄壁電極一般特點是：多為具有一定高度、均勻排列的窄槽和薄片組成，頂部呈復雜曲面形狀；由電解紅銅加工而成，銅料的延展性強，用加工中心或數控銑加工外形及曲面薄片頂端時易產生變形彎曲；對工藝規劃、切削用量、CAD/CAM編程參數設置均有較高要求。圖1為筆者于某模具廠工作時所加工的一例曲面薄壁電極的產品，其形狀特點為：
(1)電極高度較高，最高點距底座平面為22.0mm。
(2)電極薄片厚度較小，為1.5mm。(3)電極頂部為曲面形狀，必須用球形刀精加工。(4)薄片之間為5.0mm。窄槽，只能用直徑較小的刀具加工薄片外形。根據以上特點，用MasterCAM9.1進行編程，使用VMC850加工中心進行加工(臺灣喬福機械有限公司制造，數控系統為FANUCOi，機床最高轉速8000r/min；使用美孚101#切削液)。應用了如下工藝步驟進行數控加工：1.基本外形加工因為該電極只需加工正面，故將毛坯銅料直接裝夾在平口鉗上(平口鉗已校正)即可以開始分中對刀加工。如圖2所示，對刀后第一步先用pocket平面挖槽的加工方法去除薄片周圍區域的材料。
使用進口超微粒全鎢鋼刀，刀具磨損量極微小，所以粗加工后不換刀而是直接轉用Contour輪廓加工方法精加工外形和下部基準分別到尺寸。刀具φ16mm，粗加工刀具轉速n=1200r/min，每層背吃刀量1.0mm，進給速度νf=1000mm/min。精加工轉速n=1500r/min，每層背吃刀量11.0mm，進給速度νf=300mm/min。外形輪廓已加工出單邊0.1mm的電火花間隙；暫時先保留薄片部分及各薄片之問部位的材料。下部底座為電火花加工時的基準分中邊框，斜角是用來確定電極的方向的。
2.電極曲面粗銑第二步使用SurfaceRoughPocket編程即曲面粗加工的形式進行曲面粗銑削，如圖3所示，為節省時問仍繼續使用φ16mm端銑刀，轉速1200r/min，進給速度νf=1000mm/min，每層背吃刀量0.7mm。第三步采用SurfaceFinishParallel的編程方法精加工曲面，使用直徑為φ10mm的二刃球形銑刀；刀具轉速為2300r/min；進給速度為1000mm/min；進刀角度為315°；為保證曲面足夠的精度和良好的表面質量，曲面精度參數Tolerance值設為0.005，每行進刀間距為0.15mm。具體設置如圖4。
加工時刀具路徑模擬效果如圖5，如果沒有先進行曲面粗加工(即第二步SurfaceRoughPocket加工)而直接進行曲面精銑，會使φ10mm球形刀精銑的切削量較大，刀具振動大，表面粗糙度值增大達不到快速精銑的目的甚至有可能斷刀。采用315°的進刀角度目的是使加工行間距均勻，切削液沖刷效果好，工件表面質量提高。
4.薄片外形精加工
在曲面精加工之后再進行薄壁形狀的精加工成形，如果先加工外形輪廓后加工頂部曲面，則此時薄壁形狀太高，在刀具切削力的作用下銅電極頂部常會發生變形彎曲，造成加工失敗，這也是薄片電極加工中最容易出現的問題。同時，由于薄片之間為5.0mm窄槽，只能用直徑較小的刀具加工薄片外形。故取直徑為4.0mm端銑刀，轉速2000r/min，進給速度νf=400mm/min，加工完曲面再加工電極外形時還要注意每次下刀深度不能太大，刀具直徑小，裝夾長度又較長(大于電極高度，取26.0mm)。故易產生搶刀過切；每層背吃刀量僅取0.4mm；而轉速和進給速度則取高些，以達到一定的效率。具體路徑參數設置如圖6、7所示。
其中外形加工余量參數(XYstocktoleave)取-0.1mm是電極預留火花加工間隙。抬刀選擇參數(Keeptooldown)選為不抬刀，因為在輪廓外下刀，已確定是在安全的空位下刀，所以不需要設定抬刀，以節約刀具空運行時間，提高效率。
曲面薄壁電極加工工藝路線規劃對加工的成敗具有決定性的作用，同樣的加工方法和參數設定，按不同的加工順序進行，得到的效果截然不同。下面為筆者總結的一種經過實踐證明可行的工藝方案：粗銑外形，邊框加工→曲面等高粗加工→曲面精加工→精加工薄壁外形。5.結語曲面薄壁電極加工為模具加工中常見并具有一定難度的加工類型，相信許多同行都進行過這種加工體驗。不同的機床類型及刀具條件其加工方法不盡相同，筆者的方法只是其中之一，有欠妥之處，尚請明示。站內搜索
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